毕业设计（论文）
题 目 系 （院） 专 业 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 职 称
激光器谐振腔的设计与优化
光电工程系 光信息科学与技术 2011级1班 段玉强 1114080105 冯伟伟 副教授
二〇一五年六月十八日
独 创 声 明
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作者签名: 二〇一五年六月十八日
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作者签名: 二〇一五年六月十八日
滨州学院本科毕业设计（论文）
激光器谐振腔的设计与优化
摘 要
光学谐振腔主要是指光波在其中来回反射从而提供光能反馈的空腔,是激光器的一个重要组成部分,设计良好的谐振腔可以输出大功率高质量的激光。谐振腔主要是选择频率一定、方向一致的光,提高它在腔内光子的数量并且减少其他频率和方向的光在腔内光子的数量。本文主要介绍了设计合理的谐振腔从哪些参数方面考虑，能使该谐振腔能够得到单色性好、方向性好的强相干光。
本文经过运用理论分析和数值模拟提出尽可能合适的谐振腔结构以及腔参数，以获得高功率腔参数、高光束、高效率和高稳定性的激光光束。通过光学传输矩阵讨论激光谐振腔的各个参数对谐振腔稳定性和激光光束质量的影响，进而运用合适的腔参数，设计出可行的谐振腔，并通过数值模拟说明谐振腔的工作特性。
关键词：激光器谐振腔;光学变换矩阵;优化设计;数值模拟
I
滨州学院本科毕业设计（论文）
The design and optimization of the laser cavity
Abstract
Optical resonator in which mainly refers to the light bounces back and forth to provide energy feedback cavity, it is an important part of laser. A well-designed cavity laser can output high power quality. Resonator is mainly frequency choice must, in the same direction, to improve it and reduce the number of photons in the cavities in other frequency and direction of light photons in the cavity number.This article mainly introduced the reasonable design of the cavity from which parameters into consideration, can make the cavity can get good monochromaticity, directivity, good strong coherent light.
In this paper, through the use of theoretical analysis and numerical simulation is put forward as far as possible the right cavity structure and the cavity parameters, in order to obtain the cavity parameters of high power, high beam, high efficiency and high stability of the laser beam.By optical transfer matrix to discuss the laser cavity of various parameters on the stability of the resonator and the influence of laser beam quality, in turn, use proper cavity parameter, design a feasible cavity, and through the numerical simulation shows that the working characteristic of cavity.
Keywords: laser cavity; optical transformation matrix; optimization design; numerical simulation
II
滨州学院本科毕业设计（论文）
目 录
引言..........................................................................1
第一章谐振腔的作用、分类及比较.............................................2 1.1 谐振腔的作用...........................................................2 1.1.1提供光学正反馈作用.....................................................2 1.1.2对振荡光束的控制作用...................................................2 1.2 谐振腔的分类及较......................................................2 第二章激光晶体和氦氖气体的激光特性........................................6 2.1 激光晶体的构成和激光特性...........................................6 2.2 氦氖气体的激光特性.................................................8 第三章谐振腔参数化.........................................................10 3.1 Nd:YVO4晶体泵浦激光器谐振腔参数的优化.............................10 3.1.1热透镜焦距的计算......................................................11 3.1.2谐振腔稳定条件........................................................11 3.1.3谐振腔臂长的选择......................................................12 3.1.4输出镜透过率的选择....................................................19 3.2 平凹腔氦氖激光器谐振腔参数优化.......................................21 3.2.1凹面镜曲率半径与腔长比值T...........................................21 3.2.2比值M(d/wo)..........................................................22 3.2.3平面输出镜反射率.....................................................23 第四章谐振腔工作特性分析..................................................24 第五章总结..................................................................26 参考文献.....................................................................27 致谢.........................................................................29
III
激光器谐振腔的设计与优化毕业论文
